指称语义为程序等价、递归定义和编译优化提供代数化基础。DCPO公理库有向完备偏序Directed-complete partial order · DCPO · Directed complete poset每个非空有向子集都具有上确界的偏序,用于汇聚相容的信息近似。负责组织信息近似,Scott 连续性公理库Scott 连续映射Scott-continuous function · Scott continuity保持有向上确界的单调映射,使有限信息逼近与计算相容。保证近似极限与语义构造相容,Kleene 不动点定理公理库Kleene 不动点定理Kleene fixed-point theorem · Kleene fixed point theorempointed DCPO 上 Scott 连续自映射的最小不动点由底元的有限迭代上确界给出。证明迭代上确界是最小不动点,最后由最小不动点语义解释循环与递归;结构、映射、定理和应用分别承担不同证明责任。
与操作语义公理库操作语义Operational semantics以配置、推导规则和转移关系规定程序怎样执行及其可观察结果。之间的充分性、可靠性证明可检验模型是否准确。静态分析先以收集语义公理库收集语义Collecting semantics · Reachability semantics at program points为每个程序点收集所有可达具体状态,作为静态分析需要可靠逼近的具体语义基准。汇总程序点上的全部可达具体状态,再由抽象解释公理库抽象解释Abstract interpretation · Theory of sound static approximation以具体与抽象语义、可靠转移和不动点逼近统一组织静态程序分析的数学框架。映到较粗但可计算的性质域。该路线通常在完备格公理库完备格Complete lattice · Complete ordered lattice任意子集都具有上确界和下确界,从而包含顶元、底元并支持任意族合流的格。上使用单调算子与Knaster–Tarski 定理公理库Knaster–Tarski 不动点定理Knaster-Tarski fixed-point theorem · Tarski fixed-point theorem完备格上的单调自映射之全部不动点构成完备格,并具有规范的最小与最大不动点。;递归指称语义则依靠 DCPO 中的有向近似与 Scott 连续性。两边都出现最小不动点,但前提、对象与用途不能互换。
参考资料
Glynn Winskel, The Formal Semantics of Programming Languages, MIT Press, 1993,Chs. 5–8。
Dana Scott and Christopher Strachey, Toward a Mathematical Semantics for Computer Languages, Technical Monograph PRG-6, Oxford University Computing Laboratory, 1971,Full monograph, especially §§1–4。